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氙燈太陽光模擬器：氙燈是一種度氣體放電燈，通過瞬間產(chǎn)生的高壓使氣體發(fā)生電離，形成放電通道，產(chǎn)生電弧光，然后在較低的工作電壓下保持穩(wěn)定的弧光放電。紅線是氙燈發(fā)光的光譜，黃線是標(biāo)準(zhǔn)太陽光光譜，氙燈發(fā)光的光譜與標(biāo)準(zhǔn)太陽光十分近似，只是在部分波長有很高的尖峰。利用氙燈作為太陽光模擬器的光源存在的主要優(yōu)點(diǎn)如下：光譜匹配度高，氙燈的色溫在 6000K 左右，與太陽光十分近似，氙燈光譜與AM1.5g 標(biāo)準(zhǔn)太陽光光譜十分近似，光譜匹配度很高；氙燈的光響應(yīng)速度快，氙燈是通過瞬間產(chǎn)生的 20kV 高壓脈沖將氙氣電離形成發(fā)光的電弧，不需要預(yù)熱就能達(dá)到穩(wěn)定的光輸出；氙燈的發(fā)光亮度十分高，具有很高的發(fā)光效率，十分適合制作大面積的太陽光模擬器。光源的選擇對模擬器的設(shè)計(jì)起到關(guān)鍵的作用。上海BBB太陽光模擬器

太陽光模擬器的關(guān)鍵部件：氙燈。采用連續(xù)發(fā)光系統(tǒng)，避免了太陽能電池材料對脈沖氙燈光源響應(yīng)時(shí)間的限制，采用無臭氧短弧氙燈。濾光片。使用1.5G濾光片和氙燈可以滿足A級太陽模擬器的電源。電源為氙燈提供穩(wěn)定的電源，并能檢測氙燈的使用壽命。當(dāng)氙燈的使用壽命即將結(jié)束時(shí)，建議更換氙燈，否則會(huì)影響光譜特性。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了AM0和AM1.5太陽光譜輻照度分布的太陽模擬器的一般技術(shù)要求，并對其等級和類型進(jìn)行了分類。太陽光模擬器不只應(yīng)用于太陽能電池研究、還可用于光電響應(yīng)型器件測試、表面光電壓譜、光催化、光觸媒、液晶基板的測試與評價(jià)、化妝品，涂料，各種材料的耐光實(shí)驗(yàn)、光生物的檢查與測試、表面缺陷分析等領(lǐng)域。光源是太陽模擬器中比較重要的部件，它直接影響到太陽模擬器的光譜，輸出功率，以及使用的耐久性。

太陽光模擬器電源模塊：脈沖模擬器電源的設(shè)計(jì)較穩(wěn)態(tài)模擬器要復(fù)雜的多，這其中的關(guān)鍵是毫秒量級亞穩(wěn)態(tài)脈沖的獲得。對于常規(guī)晶硅電池，這個(gè)亞穩(wěn)態(tài)脈沖一般要求要10ms左右，對于薄膜、聚光、多結(jié)高效電池等電容效應(yīng)較大的電池這種亞穩(wěn)態(tài)脈沖要達(dá)到100ms左右。采用LC充放電網(wǎng)絡(luò)來獲得亞穩(wěn)態(tài)脈沖，LC網(wǎng)絡(luò)通過電容和電感級連的方式連接而成，比較高可達(dá)到100ms，可以滿足從晶硅到薄膜、多結(jié)電池的全系列測試。系統(tǒng)控制方面，軟件系統(tǒng)要做到控制的便捷化、自動(dòng)化，以減少人對儀器的直接操作。

太陽模擬器并不止是一個(gè)模擬太陽光的光源，它還包括了一整套的測試系統(tǒng)。太陽電池是一種非線性元件，在電池/組件的性能進(jìn)行測試時(shí)，一般通過測試一整條IV曲線來判斷太陽電池的性能。當(dāng)前業(yè)界主要使用電子負(fù)載代替真實(shí)負(fù)載進(jìn)行IV曲線的測試。對于脈沖式太陽模擬器，它只有數(shù)十毫秒甚至幾毫秒的亞穩(wěn)態(tài)恒定光強(qiáng)，要在如此短的時(shí)間內(nèi)完成整條IV曲線的測試，這要求使用快速電子負(fù)載。當(dāng)前太陽電池電流電壓特性曲線的測試普遍采用四線制的接法，它可以消除接觸電阻的影響。為了得到精確的IV曲線，在電流采樣時(shí)普遍采用多點(diǎn)采用，不同廠家的模擬器采樣點(diǎn)數(shù)從幾百點(diǎn)到上萬點(diǎn)，當(dāng)采樣點(diǎn)數(shù)很大時(shí)，這就要求有更高位的A/D轉(zhuǎn)換模塊，業(yè)界目前普遍采用10位到16位的AD轉(zhuǎn)換器件。單脈沖模擬器對測試的速度要求很高。

太陽光模擬器可以模擬實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)所需的真實(shí)太陽光照條件，可實(shí)現(xiàn)全天候不間斷的光照條件，使實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)不受環(huán)境影響，提供高效便捷的測試條件，適用于單晶硅、多晶硅、非晶薄膜、燃料敏化、有機(jī)、半導(dǎo)體等需要模擬太陽光照條件的應(yīng)用。覆蓋整個(gè)工作區(qū)的光斑均勻度是難達(dá)到和保持的要求，熱點(diǎn)會(huì)使測試結(jié)果出現(xiàn)嚴(yán)重偏差，并導(dǎo)致電池分級錯(cuò)誤，模擬器的高均勻度性能旨在消除熱點(diǎn)的影響，為了提高輸出光斑均勻度，采用了陣列式透鏡組來勻化光斑，使得輻照均勻度可以滿足要求。太陽模擬器中，可以分成六個(gè)模塊：光源，儲(chǔ)能供電模塊，濾光系統(tǒng)，勻光系統(tǒng)，電子負(fù)載，軟件系統(tǒng)。上海BBB太陽光模擬器

對于太陽模擬器的測試模塊必然也要有一個(gè)軟件系統(tǒng)。上海BBB太陽光模擬器

該如何判斷太陽光模擬器光源的質(zhì)量呢？輻照空間不均勻性：在測試區(qū)域的輻照度應(yīng)達(dá)到一定的均勻度要求。計(jì)算方法為：不均勻度=（大輻照度-小輻照度）/（大輻照度+小輻照度）×100%。光照均勻性是難達(dá)到和保持的一項(xiàng)指標(biāo)，工作面積上的強(qiáng)光點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致被測電池效率產(chǎn)生嚴(yán)重誤差，并導(dǎo)致電池分級錯(cuò)誤。均勻度A級的模擬器就能將這種強(qiáng)光點(diǎn)對產(chǎn)品的影響降到低，其空間均勻性嚴(yán)格控制于≤2%。輻照時(shí)間不穩(wěn)定性：輻照穩(wěn)定性是AAA級標(biāo)準(zhǔn)的第三項(xiàng)性能參數(shù)指標(biāo)，它要求模擬器的輸出光束長時(shí)間保持穩(wěn)定的照度以確保太陽能電池效率測定的精確性。對于輻照不穩(wěn)定性，還細(xì)分為長期不穩(wěn)定性（LTI）和短期不穩(wěn)定性（STI），分別對應(yīng)整個(gè)IV測試過程中輻照度的變化和取點(diǎn)過程中輻照度的變化。上海BBB太陽光模擬器

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